PREEvision-介绍

1、PREEvision 介绍Aquintos 公司 PREEvision 概述2电子电气系统设计方法的创新2基于模型的电子电气架构开发2功能简介：专业的电子电气架构开发环境31、需求层(Requirements Layer) 32、逻辑架构和逻辑类库(Fun ct ion network and functi on library) 43、硬件系统架构 (Hardware Architecture) 65、拓扌卜层 (Topology)96、映射功能 dkippiig) 10变型管理：开发车型平台的电子电气架构10架构分析：对标、评估和择优11PREEvision 产品线12PREEvision

2、 介绍Aquintos 公司 PREEvision 概述Aquintos公司于2005年在德国Karlsruhe成立，目前是Vector公司的全资子公司， 该公司是全球领先的分布式控制系统电子电气系统架构(electronic&electric Architecture ,简称EEA)开发工具供应商，其产品可应用于汽车、轨道交通、航空航天 和工业自动化等领域。目前，Aquintos公司已经在架构开发领域具有极高的知名度，产品 已经被多个全球知名的汽车客户应用。同时,Aquintos也是.AUTOSAR协会、ProStep、Fl exRay 协会和ASAM的会员。PREEvision是Aquin

3、tos公司开发的基于模型的计算机辅助设计软件工具，主要用于 电子电气架构的概念开发、对比评估和产品开发工作。电子电气系统设计方法的创新最近十年来，在具有创新性的高技术工业系统开发领域，基于模型的开发方法已经被 广眨接受，甚至被用作为首选的开发方法。基于模型的开发方式不再局限于尝试性的探索领 域，而已经广泛应用于具有实际工程意义的开发领域。在汽车和航空等重要工业领域，基于 模型的方法已经成为保证设计成功的一个必要措施。随着燃油经济性、环境保护和道路安全 要求的逐步加强，交通运输系统的部件成本也随之增加，这就要求在设计过程中全面的考虑 系统优化。Aquintos公司致力于帮助设计者提高系统效率和降

4、低部件成本，并成为系统架 构设计工具领域的领导者。PREEvision是一款理想的系统架构设计及优化工具。在汽车、航空系统、运输系统 以及一切装备了分布式通信网络的嵌入式控制系统设计中，PREEvision作为基于模型的计 算机辅助开发工具进行电子电气系统架构的搭建。它的功能包括需求开发、逻辑功能设计、 网络和部件架构、电气系统和线束设计以及拓扑结构设计，涵盖了从概念原型设计阶段到具 体详细设计阶段，并支持大型工程团队的详细开发和系统规范制定工作。基于模型的电子电气架构开发PREEvision是一种全新的、基于模型的电子电气架构(Electronic/Electric Architecture

5、, EEA)开发工具。电子电气架构开发在很多技术领域都有应用，例如汽车、 航空系统、工业自动化系统，运输系统以及国防系统等。PREEvision采用分层开发的模式，包括如下技术层面：拓扑、线束、电气逻辑、电 力供应、功能网络、用户需求，以及各层面之间的映射联系。在设计前期的概念化阶段和多 方案选择评估阶段，PREEvision为设计者提供概念原型开发和决策支持；在产品的具体设 计阶段，PREEvision为设计者提供详细设计开发支持。PREEvision提供了 一种具有丰富属性信息的用于建立架构模型的专业图形语言。该 语言由汽车工业方面的专家所开发，可以应用于所有使用分布式网络嵌入式系统的工业

6、领 域。这种图形语言的本质是数据模型，包括数百种类型和属性，并且分为各种层次(例如线 束层、功能网络层等)以满足不同的开发领域的要求。使用PREEvision中的图形或图表编 辑工具，可以对EEA中所有重要的技术和成本方面的信息进行建模。PREEv is ion里集成了变型管理系统（同时设计多个方案，以备比较和选择，称为变 型”），将整体模型分解成为多个模型部件，并能为模型部件建立多个备选方案，并进行重新 整合，这样就能有效评估各种方案的优劣，并最终得到可靠的电子电气系统架构模型。同时, 系统架构工程师能够建立一系列的评价指标，根据用户的需求，来评估各个备选方案优劣， 这些评价指标可以是以下目

7、标的最优化：重量、成本、总线负载率、耐久性等等。通过对各 方案进行评估，能够有效地在多个备选方案里得到符合用户需求的最佳方案。同时，通过对 标工作得到的结论也能用于新的评价指标的制定，或者为进一步的架构优化提供参考。PREEvision能提供高质量的基于模型的图形文档辙出，可作为EEA开发工作的系统 信息管理工具。其一致性检测”功能，保证其输出模型的一致性和完整性。PREEvision 还为大型工程团队提供了强大的“单源”数据管理系统，所有参与建立模型的工程师共享同 一个数据库，提高了协同工作效率并保证了数据一致性。并且提供了可配置的权限管理系统, 保证团队开发的安全性。功能简介：专业的电子电

8、气架构开发环境PREEvision集成了全面的EEA数据模型，模型中可以包含上百个类和属性。为了向模型中输 入架构信息，PREEvision提供了专业的图形编辑环境，使得架构工程师可以从模型的不同方面进行直观的 图形化开发。架构模型开发过程被分为多个设计层次，每个层次均有专用的设计环境：PREEvision设计层次划分lx 需求层(Requirements Layer)需求层一般由三部分组成：Requirements Customer Feature% FFN。Requirements以层次化的组织方式描述了需要在系统架构中实现的所有功能性及非功能性（如 法规）需求。由于需求列表的层次绪构与具

9、体的开发流程相关.PREEvision允许用户自定义需求包层次绪 构。并且，雷求的自定义属性集和完全自定义的表格也可以在需求的映射图上显示出来。PREEvision为第 三方工具提供了功能丰富的导入和导出过滤器，例如在需求层可导入DOORS、Excel格式的需求描述文件。 Requirement 般用作工程设计的指导文件。Customer Feature的组织方式与Requirement类似，该模块用于描述客户所关心的车辆的配置 信息。该模块一般用作市场信息的交互。FFN即特性功能网络。特性功能网络描述了 一个系统功能的内部情况，包括因果链及其在系统 内相互关系。“因果链”是系统设备的分解。它

10、由三部分所组成：请求者、功能体和执行者。用于描述： “请求者想通过“功能体”达到“执行者”执行某一伶令的目的，即功能体是执行者某行为的描述，执 行者是功能体的任务承担者。“因果链”的这部分信息可用于识别同时使用的各子系统之问的冲突。功能 体的衔接关系用于表示内部特性的因果链。待性功能网络的某部分内容均通过“因果链”来表达。这种因 果链可以是泛化.细化或者包含关系。从软件工程的角度来看，“用例是待性功能网络最贴切的表达模 式，用例图是相应的表达视图。隹- r 百S |B EEArcHtecturc/屈叶為/日 % ProductGoS 90 ProductFeature$ / ;八 广 由 tJ

11、JJFoalurtlW/-;-B 旳 ReQjrenrert $ / .； jT 3 IwhricdRcqrerrcn 田 心 2已门活/03 LecyFelu/eLid / -由 J LocalArctrteciure /m tea . C2E li1屈34孙、.LEVELIDMfncKSHD 3.1CirrteClmotecnbolS39帝3.2DfiverA.$i$tan:eKOI曰4 33PoweTranE3 jn 3.3.1險heQ 3-3.3.2CroiieCanirol2313.3.3Drive TmhK3H J 3.3.iStccrnqE 3,q遍 3.4.1JTM;出鼻7im

12、i J3A3DfivefJnfomstk)nF? NS5MUtiMcdo治 3.S. 1Radog 3.5.22 3.5.31 1 PerccniCompijter需求和特性表格编辑界面特性功能网络描述图2、逻辑架构和逻辑类库(Function network and function library)此层次用于描述系统的逻辑功能关系，即系统功能的模块框架以及各模块 之间的接口关系。该方面主要包括两个层面的内容：逻辑架构层与系统软件层，前者关注系 统功能实现的所有逻辑关系，后者关注系统实现过程中软件相关的逻辑关系。前者与后者的 搭建与编辑方法类似。该层次主要包括两方面的开发工作：第一个部分工作

13、就是设计“逻辑网络”。“逻辑网络遵从ALITOSAR标准的定义，包括逻 辑传感器、功能块和逻辑执行器。这些元素（也被称为功能模块）以层次结构的方式组织并 存储在组合模块中。功能模块之间通过信息交互接口进行连接。当两个功能模块的端口通过 信息交互接口连接后，相应模块就能进行数据和控制信息的交换。在功能网络里，用户可以 看到各功能模块之间的逻辑关系。另一个部分工作是开发功能类型库。在“逻辑网络”中各模块端口上的接口信息都需要 事先在功能类型库中定义。功能类型库描述了所分配端口需要或提供的信息，这里的接口可 近似看成技术通讯协议。在逻辑网络”建模以及对整个网络信号进行路由规划过程中，接 口定义一致的

14、端口之间的兼容性可以在PREEvision反映出来。PREEv is ion提供针对Mat hworks/S i mu 1 i nk模型和ETAS/ASCET文件的功能模块导入功 能，还有不同版本AUTOSAR描述文件的导入导出功能。与逻辑架构层中的逻辑架构和逻辑类库对应，对于逻辑关系中通过软件实现的功能，P REEvision提供了系统软件架构层与系统软件类库。该层更加严格的遵循AutoSAR的定义， 其开发方法与逻辑架构层类似。系统软件网络描述图软件功能类型描述图3、硬件系统架构(Hardware Architecture)PREEvision中的硬件系统架构包括三层内容：网络层、部件层和

15、原理层。网络层描述各部件之间的逻辑连接方式，例如：总线系统、传统连接、电 源供应和地线连接，这些连接将在随后的线路原理层进行进一步的细化定义；部件层描述每 个部件内部构成及其对外接口的详细信息；线路原理层描述网络层中逻辑连接的具体实现情 况，如具体的导线、线缆连接方式，保险继电器盒的内部结构等，其信息可用于线束层的具 体开发。、网络层(Network Layer)网络层描述各部件间的连接方式，例如总线系统(CAN、LIN、FlexRay. MO ST、Ethernet. USB和WLAN),传统连接、地线和供电连接等。部件之间的所有连接通过不 同的接口来实现。可将每个具体接口配置为定义了通用属

16、性的特定接口类型。通过网络层的 描述，可以构建部件设备内部对外连接的总体关系。网络图通常在开发过程的各个阶段都会被用到，在早期的设计阶段，它被 用于确定所有电子电气部件内部连接的最优架构方式。在设计阶段，网络图描述了系统规范中重要的电路原理。在网络图中用户可以自定义模块及连接线的显示方式，来突显与特定属 性有关联的部件，这些属性可以是电源供应、传输协议、网络电阻等。、部件层(Components Layer)部件层描述了各部件的功能构成。主要描述了部件与其它部件的组合关系 以及部件的内部细节，如硬件模块、处理器单元、内存、逻辑接口等等。描述部件的内部构 造是部件层的主要目标。部件层不仅要显示部

17、件间的连接，还要显示部件内部的结构和连接, 因此也被称为“电子模块图=部件层描述图、线路原理层(Schematic / Circuit Layer)线路原理层将网络层所定义的连接关系进行了细化。线路原理连接是电线、 线缆等线束元件的基础。，由于线束层中线路会因拓扑结构中安装位置的不同可能有多种选择，因此需要线路原理层对线束实际实现进行抽象描述，这种描述不因拓扑结构的变化而改 变。部件的内部连接则用于连接线路原理层的具体元件，如保险丝、继电器和用户自定义的 部件（如全桥驱动电路，等等）。通过所提供的自动布局视图，能够很快地定义保险丝继电 器盒，用来描述电源供应的细节。这个视图还可以被用于其他任何

18、类型的部件。在大多数情 况下，部件的原理细节是通过传统原理图直接继承的。当所实现模型的原理层和网络层中任 何一个发生改变时，通过线路原理合成功能可以使这两层保持一致，以保证模型的一致性。4、线束层（Wiring Harness）逻辑和原理性的连接关系在线束层中进行物理实現。线路原理连接关系可在电线和电缆两 方面进一步细化，将线束待定的细节也加入到模型中。每段电线（或电缆都具有其物理属性（包括单位 长度重量.成本、过流能力等信息）。线束元素将来可以在拓扑结构中形成具体的电线和电缆布局（包括 结合点和对接插头的布局）。采用不同的拓扑结构、设备和技术方案，线束也会随之变化o PREEvision具有

19、自动线束 路由功能，可根据线路原理层的信息，无须额外工作，即可自动生成新的线束层设计结果。*比p& y*.4todciwJ.L pa* jr.*Mcrw7.tj5电丫零?!q买体设备吹射到拓养位置I 1BECUECU执行議块技行君层级问映射功能变型管理：开发车型平台的电子电气架构变型管理在架构模型开发中是一项十分重要的工作，它主要用于管理不同需求下的多种技 术实现方式。架构工程师需要设计多个方案，供评估选择。此外，即使是单一的产品型号也需要多种氏置 选择，例如低史、中配和高配。对于基于同一个EEA平台的产品链来说，衍生产品（例如，利用现有架构 改型的敞篷车的架构方案也需要进行管理。因此，最初的

20、单一车型的架构开发和评估方法就要升级到能 够对同一平台上不同车型的通用及待殊部件进行管理。支律多个变型方案的通用的低念设计必须最优化， 这些通用的概念设计，从某种程度上来说，就定产品链上降低生产成本和提高产品质量的驱动力。PREEvision可依据两方面因素来进行车型平台的变型管理：技术选择因素和配置选择因素。“配置选 择”是决定哪些部件是通用部件，而哪些部件是选装部件。“技术选择是决定某一功能特性在技术上的 具体实现方式，可以依据某个单一的需求来确定。例如氤气灯，作为传统车灯的一个替代物，就是一个技术因素。技术因素的最终实现，主要取决于所选用的设备或元器件。“配置选择决定架构中包含哪些元 素

21、，而“技术选择决定这些元素的实现方式。因此“史置选择是架构分析的出发点。对于单个车型，组成架构的元器件就有成千上万：而对于车型平台，虽然通过通用部分的复用，可以 大大减少元器件的数量，但是其数目还是更为惊人。因此.手工进行整个架构的变型管理非常困难。而PR EEvision的变型管理功能可依据“变型传递技术”，根据待定規则自动向新的变型方案中添加相关的架构 元素，而且可根据用户的实际需要制定规则，极大的滅轻了变型管理的工作量，并保证了架构信息的一致 性和正确性。车门控能系统的变型管理架构分析：对标、评估和择优EEA畅念原型建模的目标之一是探求适合的架构设计。在考虑诸多功能和非功能需求方面的 约

22、束后，可以在开发过程的早期将最有希望的架构方案确定下来。对架构变型进行评估的主要目标是判良 某架构符合需求的程度。此外，由于不同的架构都是基于待定的需求来开发的，因此为保证不同架构方案 的完整和有效性，就必须进行一致性检查。PREEvision提供了针对架构变型的一致性检测功能和可量化 的架构评估功能。致性检查对于依据功能需求而建立的架构模型，无法在硬件层次进行分解分析，因为一个功能可能分配 给多个控制器或者与其他功能共同使用一个传感器。而对于同一个第求所釆用的多种技术实现方法也使得 架构设计变得多样化。由于以上原因，进行一致性检卷从而验证最终模型的正确性是必要的。首先第要检 验由技术理念产生

23、的所有待性的正确性；接着，需要检验整个结构的完整性；最后，需要检验是否满足总 体的和自定义的需求。PREEvision允许用户自定义一致性检轻的规则。正在开发的架构很难有完全符合所有一致性 条件的，所以一致性检验的条件可以根据具体模型开发的阶段来裁剪，用户可以针对当前实际开发情况来 选择不同的一致性检豔规则。一致性检查是基于与实际开发相关的一组一致性规则进行的，有些不必关心 的不一致性将不会被报告。架构层次之问还没有被考虑到的、潜在的非一致性也可以被检查并报告出来。 一致性检验可以自定义所需要的规则并手动运行，也可设置为让系统自动进行。通过PREEvision的一致性 桧豔，可能存在的问题（包

24、括与之相关的要素）将被报告出来，在PREEvision的帮助下，可以快速的检索到 造成不一致性的元素，这些问題的纠正也变得相对容易。架构评估除了要满足功能和非功能需求，系统架构还需要尽量符合特定的性能要求。PREEvision提供 了度量系统架构各项性能指标的评估算法开发和计算环境。根据评估算法可得到度量指标的估计值甚至旻 粘确值结果。再将此结果与预先给定的参考值进行比较，即可对架构性能优劣程度进行量化评估。评估结 果可用于对不同架构变型进行比较：选择性能最佳的架构方案，或是选择出最符合工作流程的架构方案。 在概念原型阶段，这样的评估结果为系统架构优劣的讨论和选型提供了有效的帮助。为了建立一个

25、可跟踪的开发决策过程，评价的结果必须表达出来并形成文档。PREEvision可 将评价结果用内置的表格形式进行表达，并在生成报告的过程中，生成不同架构变型的评价指标，嵌入到 评估报告中，方便开发人员比较、选择。架构评佶功能界面PREEvision 产品线为满足不同开发环节及开发团队中不同专业人员的需要 Aquintos提供多种功能版本的产品。在使用PREEvision进行概念原型开发后工程师可使用Modeler FN和Modeler ELH版本产品, 继续进行电子电器系统的详细设计。针对功能网络开发、功能“因果链制定、功能文档生成方面的工作 需要，可以利用PREEvision的Model“ F

26、N版本来建立架构层需求和功能网络。针对电路原理利线束设计， 可以利用PREEvision的Modeler ELH版本.实現电路逻辑和线束的详细设计。“单源”数据库管理系统在多用户操作时能够保证数据安全性，其中的check in /check out. 模型版本管理、用户权限利角色等功能，可以保证大型工程团队能够进行高效的分工合作。所有版本建立 的模型都是与专业版相兼容，这就保证了架构设计的结果能够在后期的产品设计中直接使用，产品设计完 成之后，具体的架构设计又能作为初始模型来验证实际的架构。打完基线后的模型可以分发出去，拥有PR EEvision授权的客户可以通过PREEvision View

27、er版本用以浏览模型，这样EEA模型都可以成为企业内 部的标准信息源。PREEvision近期的产品线如下图所示:201W3W201W9JI201 1*1/12011*5 A20llriSPREEvision产品路线图在2011年年底，将推出下一版本的eASEE Automotive Solution ,这个版本将推出全新的、 可用于大规模产品链的电子电器架构数据管理工具，以及功能.线束和电源的系统架构自动优化工具。各版本产品功能比校表产品特性PREEvisionArchitectPREEvisionModeler FNPREEvisionModeler ELHRequirements Lay

28、er基于表格的待性列表和需求管理XXXFeature Function Network 特性和因果链及层次依赖关系设计XX一Function Network Layer 逻辑功能网络架构和功能类库管理XX一Network Layer部件和网络架构及供电系统的结构设计X一XCircuit / Schematic Layer系统及子系统电气逻辑层及物理电路设计X一XWiring Harness Layer线束物理设计（接插件.线缆、分离插头）X)XTopology Layer系统部件位置、线束路径的几何布局设计XXXSystem Description基于系统功能的系统设计和文档生成XXXTable-based Editors用户自定义的表格编辑器，用于设计功能、电路、 线束等XXXRefactorings Rules基于特定规则的“重构”功能，加速建模和架构 开发XXXSingle User Mode 在单一用户项目中管理基于XML的项目XX一Multi User Mode Oracle大型团队的单源数据管理，支持用户角色&访问 权限X00Multi User